Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia: Efektem kształcenia ma być umiejętność samodzielnego tworzenia oprogramowania i projektów grafiki 3D, przy wykorzystaniu uznanych światowych standardów

Ogólne informacje o zajęciach: Moduł prowadzony jest na czwartym semestrze studiów inżynierskich na kierunku "informatyka" EF-ZI-2(04)

Materiały dydaktyczne: Szablony projektów, przykładowe projekty

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

1	R. Leniowski	Grafika komputerowa	manuskrypt.	2008
2	M. Jankowski	Elementy grafiki komputerowej	WNT.	1990
3	J. D. Foley	Computer Graphics	Prentice hall.	1996

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych

1

R. Wright, N. Haemel

OpenGL ksiega eksperta

Helion.

2011

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy/umiejętności/kompetencji społecznych

Wymagania formalne: Rejestracja na czwarty semestr studiów

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: Podstawowa wiedza zakresu matematyki, fizyki i programowania w języku C/ C++

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Podstawowy poziom umiejętności programowania w języku C / C++

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych: Rzetelność w realizacji podjętych zadań

Efekty kształcenia dla zajęć

MEK	Student, który zaliczył zajęcia	Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia	Metody weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia	Związki z KEK	Związki z PRK
01	Zna elementarne obiekty graficzne, nadaje obiektom kolor i teksturę, definiuje parametry oświetlenia, wybiera rodzaj rzutowania, projektuje nieskomplikowaną scenę	wykład, laboratorium	zaliczenie cz. pisemna, sprawozdanie z projektu, sprawdzian pisemny	K_W01++ K_U01++	P6S_UW P6S_WG
02	Ustala parametry materiałowe, włącza proste cieniowanie obiektów, wprowadza animację obiektów, komplikuje strukturę modeli, projektuje interfejs użytkownika	wykład, laboratorium	zaliczenie cz. pisemna, sprawozdanie z projektu, sprawdzian pisemny	K_W04++ K_U20++	P6S_UW P6S_WG
03	Wprowadza ruchoma kamerę, ustala scenariusz prezentacji	wykład, laboratorium	zaliczenie cz. pisemna, sprawozdanie z projektu, sprawdzian pisemny	K_W04+	P6S_WG

Uwaga: W zależności od sytuacji epidemicznej, jeżeli nie będzie możliwości weryfikacji osiągniętych efektów uczenia się określonych w programie studiów w sposób stacjonarny w szczególności zaliczenia i egzaminy kończące określone zajęcia będą mogły się odbywać przy użyciu środków komunikacji elektronicznej (w sposób zdalny).

Treści kształcenia dla zajęć

Sem.	TK	Treści kształcenia	Realizowane na	MEK
4	TK01	Charakterystyka przedmiotu, omówienie warunków zaliczenia, literatury i narzędzi programowych, wprowadzenie do grafiki komputerowej, prezentacja przykładowych projektów.	W01	MEK01
4	TK02	Urządzenia graficzne. Pojęcia pixela i bufora obrazu. Algorytm rysowania linii i wypełniania wzorcem. Maszyna stanu. Model obserwatora i kamery. Podstawowe techniki dyskretne.	W02	MEK01
4	TK03	Wprowadzenie do geometrii analitycznej. Projekcje przestrzeni 3D. Macierze, działania macierzowe. Model wierzchołek - krawędź - ścian. Struktury danych graficznych modeli. Wprowadzenie do OpenGL. Trójwymiarowe obiekty elementarne, wypukłe i wklęsłe wielokąty. Notacja macierzowa obiektów graficznych. Przykłady	W03	MEK01
4	TK04	Modelowanie krzywych i powierzchni zdefiniowanych parametrycznie: typy helikalne, rotoidalne i spiralne. Kwadrygi. Implementacja komputerowa w standardzie OpenGL.	W04	MEK01
4	TK05	Krzywe i powierzchnie nieparametryczne: wielomiany Hermite’a i Beziera. Krzywe i powierzchnie B-sklejane oraz NURBS różnych typów. Siatki trójkątne. Kolorowanie i cieniowanie powierzchni. Algorytmy zagęszczania siatek	W04	MEK01
4	TK06	Przestrzeń wektorowa, transformacje jednorodne (translacja, rotacja, skalowanie), składanie przekształceń, ortogonalizacja. Przekształcenia zniekształcające. Pojęcie układu lokalnego i globalnego. Definicje kątów Eulera i RPY. Implementacja przekształceń jednorodnych w standardzie OpenGL. Analiza wybranych ciągów transformacji (przykłady). Podstawy animacji.	W06	MEK01
4	TK07	Pojęcie obserwatora: układ wzrokowy człowieka, kamera, definiowanie ostrosłupa widzenia. Rzutowanie: rzut równoległy i perspektywiczny, relacje odległości, rzutowanie w układzie obserwatora, transformacje ekranowe, definiowanie okna. Obserwator dynamiczny. Odbicia lustrzane. Transformacje odwrotne. Prezentacja przykładów dotyczących technik obserwacji sceny.	W07	MEK01
4	TK08	Podstawowe prawa teorii barw: standard CIE, modele RGB, HSV, CMYK, YUV. Paleta barw. Metody zwiększania liczby kolorów: halftoning, dithering, metody pochodne. Proste metody cieniowania obiektów. Przykłady technik kolorowania obiektów. Konwersja modeli barw. Mgła.	W08	MEK02
4	TK09	Modelowanie oświetlenia, i cieniowania powierzchni przedmiotów: punktowe, liniowe i powierzchniowe źródła światła, cieniowanie powierzchni metodą Gourauda i Phonga, algorytm śledzenia promieni. Graficzne własności materiałów, mieszanie kolorów, przeźroczystość. Generowanie zjawisk atmosferycznych. Dym, chmury, ogień. Przykłady	W09	MEK02
4	TK10	Pojęcie tekstury, mapowania środowiskowego, buforów obrazu i akumulacji. Przygotowanie tekstury. Sposoby przechowywania tekstury w plikach graficznych. Pojęcie przeźroczystości. Odczyt bitmap z plików DIB, BMP, PCX, JPEG. Metody teksturowania obiektów. Teksturowanie bezpośrednie i parametryczne. Współrzędne tekstury. Wybór parametryzacji. Mapowanie środowiskowe. Rozdaje mapowania. Atrybuty tekstury. Filtracja geometrii tekstury. Zjawisko aliasingu. Ciągi skalowanych tekstur – problem dokładności odwzorowania szczegółów.	W10	MEK02
4	TK11	Metody teksturowania obiektów. Modelowanie wypukłości- algorytmy elementarne i złożone. Automatyczne definiowanie chropowatości powierzchni. Generowanie wysokości powierzchni na podstawie zdjęć – mapy terenu. Przykłady	W11	MEK02
4	TK12	Relacja podłoże-tekstura. Przeźroczystość, kanał alfa. Formy przeźroczystości jako techniki mieszania barw. Bezpośrednie operacje na buforze obrazu. Wykorzystanie operacji logicznych. Napisy rastrowe. Pojecie fontu. Tworzenie tablicy znaków. Sposoby wyświetlania znaków. Przekształcenia znaków. Przykłady. Podstawy animacji. Podsumowanie wykładów.	W12	MEK03

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 4)	Przygotowanie do kolokwium: 5.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 20.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 2.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 10.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 4)	Przygotowanie do laboratorium: 15.00 godz./sem. Przygotowanie do kolokwium: 5.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 20.00 godz./sem.	Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 10.00 godz./sem. Inne: 15.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 4)	Przygotowanie do konsultacji: 1.00 godz./sem.	Udział w konsultacjach: 1.00 godz./sem.
Egzamin (sem. 4)	Przygotowanie do egzaminu: 10.00 godz./sem.	Egzamin pisemny: 2.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	egzamin
Laboratorium	wejściówki, sprawozdanie końcowe
Ocena końcowa	ocena końcowa= 0.5 oceny z egzaminu + 0.5 oceny z projektu laboratoryjnego

Przykładowe zadania

Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)

Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
(-)

Inne
(-)

Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych : nie

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi: tak

1	L. Leniowska; R. Leniowski; D. Ożóg; K. Tomecki	A prototype adjuster for motion planning of redundant robots	2023
2	L. Leniowska; R. Leniowski	Algorithm for inverse kinematics of a multi-link manipulator	2022
3	M. Grochowina; L. Leniowska; R. Leniowski; Ł. Ryk; K. Tomecki; M. Wroński	Intelligent candidate recommendation system based on experimental calculation of the similarity model	2022
4	R. Leniowski; M. Wroński	Vibration Analysis and Modelling of Light-weight Robot Arms	2022
5	L. Leniowska; R. Leniowski	The multi-segment controller of a flexible arm	2020
6	R. Jasiński; B. Korga; R. Leniowski; D. Ożóg; D. Poliszak; P. Popielarz	Weryfikacja modeli matematycznych manipulatora składającego się z 3 szeregowo połączonych przegubów Cardana sterowanych wewnętrznymi cięgnami na stanowisku laboratoryjnym	2020
7	L. Leniowska; R. Leniowski	Przegub z napędem i sterowaniem łączący ramiona robota	2019